浅论音乐节律时格配置与计算机编码的共享机制：二进制编码机制

何丹++何燕

摘要：本文通过对音乐“节律栅”时格机制和计算机编码机制的分析比较，揭示了两者的共性——都采用“二进制”编码原理。在此基础上，对人工智能研究领域“仿机”和“仿真”之争，进行了简要总结。

关键词：二进制 音乐节律栅 计算机编码

中外音乐研究史中，都发现音乐与数学有着密切的关系。

然而，关于音乐节律栅时格机制与当代计算机二进制编码机制之间的联系，则从未有人提及。笔者则发现，两者之间存在像似性关系。下面，笔者就此问题进行简要探讨。

一、人工智能领域的“仿机”和“仿真”之争

在人工智能研究领域，素来有“仿机”和“仿真”之争。所谓“仿机”，是指人类模仿机器的运行机制；所谓“仿真”，是指计算机模仿生物——尤其是人类的心智机制。一般人认为，“仿机”在先，“仿真”在后。这种认识，与人工智能的发展历史有关。

1956 年在达特茅斯学院召开了一次会议，会上第一次使用了“人工智能”这一概念。也就在这次会上，纽厄尔和西蒙演示了第一个能从一组给定的前提出发进行逻辑推导的计算机程序，叫做“逻辑推论家”。这一事件至今被认为是机器能执行认知任务的第一个实例，1956 年也因此被视为人工智能的诞生之年。

人工智能专家一度充满信心：他们认为，一旦找出某一知识领域的基本公理，就可以用计算机代替人脑来计算其所有的结论：“只要我们认为心理过程是计算过程（因此是由表征式定义的形式操作），那么除了将心灵看作别的之外，还自然会把它看作一种计算机。也就是说，我们会认为，假设的计算过程包含哪些符号操作，心灵也就从事哪些符号操作。因此，我们可以大致上认为，心理操作跟图灵机的操作十分类似。”

然而，事实说明，早期的人工智能研究者，对计算机程序的能力估计过高。计算机程序设计遵循串联原理，在信息加工过程中，所有的成分不能同时互动，只能按线性次序，由低层到高层单向进行处理。于是，在有限的硬盘空间里，计算机就既无法达成多项任务的“无简耦合”，也无法在规定的时间内完成繁重的大规模计算任务。

后来，不少人工智能专家开始对传统的模式加以反思，提出了一种全新的模式，即“联结主义模式”，也叫“人工神经网络”。联结主义认为智能的基本单位是神经元，认知过程是由神经网络构成的，表现为信息在神经网络的单元（神经元）中的并行分布和特定的联结方式，人工神经网络在一定程度上克服了早期人工智能理论的缺陷，其特点更接近于人脑的构造和运作状态。

这就是人们有认为、“仿机”在先，“仿真”在后的原因。

二、音乐节律栅内部的二进制编码机制

计算机发明于20世纪，计算机所采用二进制编码体系，即“位置计数法”被认为是20世纪第三次科技革命的重要标志之一，

然而，假如采用跨学科的眼光，就可以发现，计算机所采用二进制编码体系，即“位置计数法”——以2为底的幂作为位权。其权的大小顺序为22、21、20……的方法——其实是亘古以来就存在于音乐系统中的、以节拍为外显形式的时值分配级差机制。也就是说，现代计算机“二进制”编码机制，与“古老”的音乐节拍编码机制（根据节律音系学，则还应该包括人类语言节律编码机制），竟然共享同一个编码机制——假如撇除计算机编码中“1”和“0”这两个处于计算需要而设置的数字，就编码原理而言，两者可以完全重合。从而，可以发现，所谓“20世纪最重要的发明之一——计算机”的二进制编码系统，实际上应该是人类对自身的能力体系的“仿真”结果。

细察音乐系统中音符的时值分派规则，会发现一个秘密：音乐系统中音符的时值分派规则，竟然是建立在按照“二进制”原理而形成时值级差机制之上的。（1）以同级音符的“等时性”为基础；（2）逢2进位。

一首乐曲中音符的时值机制，制订程序如次：首先，确定“代表整拍的音符”作为“标准时值单位”；其次，以“标准时值单位”为基准，根据“二进制”原理，确定各层格位的时值。

以“普通拍子”——4/4拍子为例：首先，确定四分音符的时值为1个整拍；其次，以此为基准，根据“二进制”原理，确定其他音符的时值。具体而言，层次高于四分音符的音符，时值依层次的递升而递升：每升高一层，音符时值就在原层音符时值的基础上依次乘以2。而层次低于四分音符的音符，则时值依层次的递降而递降：每降低一层，音符时值就在原层音符时值的基础上依次二分。例如，层次高于四分音符的二分音符和全音符，其时值分别为四分音符的2倍和4倍，即分别为2拍和4拍。而层次低于四分音符的八分音符和十六分音符，其时值分别为四分音符的1/2和1/4，即分别为1/2拍和1/4拍。

音乐中的音符时值的级差系统的二进制原理，决定了乐曲中所有音符的时值，必然是以2为底的幂，既不会出现“3、5或1/3、1/5”等奇数，也不会出现“6、12、1/6、1/12”等不符合二进制原理的偶数。也就是说，音乐系统中以标准音符为基准的、以二进制为基本原理的音符时值级差机制的编码原理，是与现代计算机完全一致的。

三、结语

自古至今，音乐旋律千变万化，音乐作品汗牛充栋，然而，谁也没有想到，假如按问世时间“论资排辈”，音乐节律机制竟然就是现代计算机二进制编码体系的“老祖宗”。

至此，我们可以给人工智能研究领域的“仿机”和“仿真”之争做一个结论了：就二进制编码体系而言，应该是“仿真”在先，“仿机”在后。

参考文献：

[1]沈家煊.人工智能中的联结主义和语法理论[J].外国语，2004，（03）.

[2]Fodor，J.A.Representations[M].Cambridge，Mass：Massachusetts Institute of Technology Press，1981.

[3]李重光.音乐理论基础（修订版）[M].北京：人民音乐出版社，2004.

作者简介：

[1]何丹：浙江大学传媒与国际文化学院；

[2]何燕：浙江女子专修学院。endprint